乌贼墨汁在乌贼加工过程中一直被视为废弃物,中医中把它作为一种止血剂使用。在对头足类黑色素资源开发过程中,已陆续证明黑色素可参与许多生理、病理活动。基于已有的研究,来自宁波大学应用海洋生物技术教育部重点实验室的董慧、徐洋洋和王春琳等人以链脲佐菌素(STZ)诱导的糖尿病模型小鼠以其自然病程发展成的肾病模型为研究对象,主要从乌贼墨汁黑色素是否调控高糖引起的氧化应激和降低糖尿病肾病组织纤维化复杂的网络细胞核心因子表达量2 条研究途径出发,评价乌贼墨汁黑色素能否对糖尿病肾病模型小鼠病情起到缓解作用,为开发乌贼墨汁黑色素的药用价值提供理论参考。
1. 不同处理组小鼠的生长情况
诱导糖尿病肾病小鼠模型成功后,与正常组相比,其余各组小鼠逐渐出现毛色枯黄无光泽、精神萎靡、脱毛严重、体质量减轻,并出现多饮、多食、多尿、脚部明显脱皮,眼球发红等表观现象,灌胃黑色素的小鼠上述状况明显改善,且尿糖症状减轻。
2. 乌贼墨汁黑色素对不同处理组小鼠肾脏指数和肾功能的影响
连续灌胃4 周后,与正常组相比,糖尿病肾病模型组小鼠的肾脏指数显着升高(P<0.05),阳性治疗组(盐酸二甲双胍组)和乌贼墨汁黑色素处理组无差异;与模型组相比,阳性治疗组(盐酸二甲双胍组)和黑色素高剂量组的肾脏指数显着降低(P<0.01、P<0.05),黑色素低、中剂量组分别降低了6.0%、6.1%;与阳性对照组相比,黑色素高剂量组差异不显着(P>0.05),黑色素低、中剂量组肾脏指数显着升高(P<0.05)。结果表明,乌贼墨汁黑色素能缓解糖尿病肾病模型小鼠肾脏肿胀。
与模型组相比,阳性治疗组和黑色素处理组中、高剂量组肌酐水平极显着降低(P<0.01),虽然黑色素低剂量组与模型组相比,肌酐水平有所降低,但不存在显着差异;与阳性治疗组相比,黑色素中、高剂量组肌酐水平差异不显着(P>0.05)。与模型组相比,阳性治疗组、3 个黑色素处理组的尿素氮水平极显着降低(P<0.01),但与正常组相比差异显着(P<0.05、P<0.01);与阳性治疗组相比,而黑色素中、高剂量组的尿素氮水平不存在统计学差异(P>0.05),但低剂量组差异极显着(P<0.01)。因此,结果表明乌贼墨汁黑色素能够对肾功能损伤起到修复作用,且高剂量组的效果最佳。
3. 乌贼墨汁黑色素对小鼠肾脏组织结构的影响
正常组小鼠肾小球外形规则饱满,肾小球血管球充盈,肾间质清晰可见,细胞核形状圆润且排列规则,肾小囊边界清晰;糖尿病肾病模型组肾小体血管球体积肥大,形状不规则且排列杂乱无章,内部充斥着大量细胞炎症因子,肾间质的纤维化程度高,细胞核形状亦变为椭圆形,细胞核表现为空核,肾小囊腔变窄,基质沉淀明显增加;灌胃高剂量黑色素后,肾小体血管球形状有所改善,稍微规则,炎症因子减少,肾间质纤维化程度降低,细胞核形状也恢复接近正常,内容物充盈,缓解了肾小球肥大和基质沉淀。
4. 乌贼墨汁黑色素对各组小鼠肾组织相关氧化酶活力的影响
与模型组相比,阳性治疗组和乌贼墨汁黑色素中、高剂量组的SOD活力相比极显着升高(P<0.05、P<0.01),黑色素低剂量处理组虽然升高了12.3%,但差异不显着(P>0.05);与正常组相比,阳性治疗组、黑色素中、高剂量组小鼠的肾SOD活力无显着性差异(P>0.05),模型组和低剂量组的SOD活力差异显着;与阳性治疗组相比,黑色素低、中剂量组的SOD活力无显着差异(P>0.05),而高剂量组却存在显着性差异(P<0.05)。结果表明,乌贼墨汁黑色素可明显提高糖尿病肾病模型小鼠的SOD活力。
与模型组相比,3 个乌贼墨汁黑色素剂量组的CAT活力升高但不显着(P>0.05);与正常组相比,3 个黑色素剂量组的CAT活力显着下降(P<0.05);与阳性治疗组相比,3 个黑色素剂量组的CAT活力极显着下降(P<0.01)。因此可推断,乌贼墨汁黑色素能够提高糖尿病肾病模型小鼠的CAT活力,但仍达不到正常组水平。
与模型组相比, 阳性治疗组和乌贼墨汁黑色素高剂量组小鼠肾脏的GSH-Px活力升高,差异极显着(P<0.01),而黑色素低、中剂量组活力也有所升高,但差异不显着(P>0.05);与正常组相比,阳性治疗组和3 个黑色素剂量组的GSH-Px活力虽然有所升高,但差异极显着(P<0.01)。
阳性治疗组和黑色素中、高剂量组的MDA含量与模型组相比显着降低(P<0.05、P<0.01),而黑色素低剂量组差异不显着(P>0.05);与正常组相比,阳性治疗组和黑色素高剂量组的MDA含量基本上已达到正常组水平,差异不显着(P>0.05),而黑色素低、中剂量组与正常组相比,MDA含量极显着升高(P<0.01)。结果表明,乌贼墨汁黑色素中、高剂量组对糖尿病肾病模型小鼠起到很好的抗脂质氧化作用。
5. 各组小鼠肾皮质中促纤维化炎症细胞因子mRNA的表达情况
阳性治疗组和乌贼墨汁黑色素高剂量组的小鼠肾皮质TGF-β及其受体TβRⅡ的mRNA表达量与模型组相比极显着降低(P<0.01),与正常组相比不存在显着性差异(P>0.05),已经达到了正常水平;虽然黑色素低、中处理组的二者的mRNA表达量有所降低,但与模型组和正常组相比均差异显着(P<0.05)。
模型组小鼠肾脏固有细胞的促纤维化因子CTGF的mRNA表达量和正常组相比上调了大约4.5 倍,经乌贼墨汁黑色素干预后,中、高剂量组分别下调了54.1%、57.2%,与模型组相比具有极显着差异(P<0.01),黑色素低剂量组虽然有所下调,但与模型组相比无显着性差异(P>0.05)。与模型组相比,在乌贼墨汁黑色素的干预下,低、中、高剂量组小鼠肾皮质的PPAR-γ mRNA表达量分别上调了2.6、3.9、5.8 倍,与模型组相比具有极显着差异(P<0.01)。
结 论
与模型组相比,乌贼墨汁黑色素中、高剂量组能极显着增强肾功能(P<0.01),提高抗氧化酶活性(P<0.05或P<0.01),减少丙二醛含量(P<0.05或P<0.01),降低肾纤维化转化生长因子及其受体mRNA的表达(P<0.01),上调抗炎性因子过氧化酶体增殖物活化受体mRNA表达量(P<0.01);高剂量组肾小管基底及系膜区细胞外基质积聚减轻,肾小管间质纤维化程度下降;低剂量组无显着差异。结论:中、高剂量的乌贼墨汁黑色素能减轻糖尿病肾病的肾发炎,增强肾功能,其作用机制可能与提高肾脏抗氧化能力,抑制肾纤维化细胞因子的过度表达相关。